Ingresso/Uscita

Ingresso tensione DC

12

V

Consumo di energia

45

W

Convertire i parametri del modulo

ADCVelocità di campionamento(massimo)

200

MS/s

ADCRisoluzione

14

bits

DACVelocità di campionamento

800

MS/s

DACRisoluzione

16

bits

Velocità massima con host(16b)

200

MS/s

Precisione della vibrazione

2.5

ppm

Non bloccatoGPSDOPrecisione

20

ppb

1

JTAG

USB-B

FPGAInterfaccia di debug

2

RF A

SMA

Trasmissione segnale RF

3

RF B

SMA

Trasmissione segnale RF

4

AUX I/O

D-SUB

12bit GPIO

5

1G/10G ETH

SFP+

Trasferimento Ethernet oAuroraDati

6

REF OUT

Piattaforma di simulazione dell'ambiente elettromagnetico wireless completa

1．Contesto e significato

Nel futuro confronto moderno, la capacità di confronto elettronico, in particolare la capacità di comunicazione e radar, giocherà un ruolo chiave nella difesa offensiva strategica. La costruzione di un simulatore di ambiente elettromagnetico sul campo di battaglia è importante per migliorare la futura resistenza elettronica e, in particolare, comprende i seguenti tre aspetti:

Grafico1 Diagramma dell'ambiente elettromagnetico complesso sul campo di battaglia

1）Piattaforma di valutazione delle prestazioni e convalida rapida per la ricerca di algoritmi tecnici chiave per l'apprendimento della percezione dell'ambiente elettromagnetico

Le apparecchiature di comunicazione o di combattimento in ambienti elettromagnetici complessi richiedono la percezione ambientale per acquisire informazioni sullo stato dello spettro, sintetizzare i mappi dello stato dell'utilizzo dello spettro corrente e estrarre informazioni come le caratteristiche del canale e le caratteristiche dell'interferenza attraverso l'apprendimento del ragionamento. Negli ultimi anni, l'utilizzo di metodi di apprendimento automatico come reti neurali profonde è diventato un importante mezzo per la percezione spettrale e l'estrazione di informazioni ambientali elettromagnetiche percepite. Tuttavia, verificare rapidamente l'validità e l'affidabilità degli algoritmi tecnologici critici in ambienti molto complessi e realistici non è ancora un mezzo efficace. Intorno a questo scopo, si propone di costruire un simulatore di ambiente elettromagnetico sul campo di battaglia che fornisca una simulazione di canale wireless in tempo reale di scenari complessi e fornisca una piattaforma di valutazione delle prestazioni e convalida rapida per lo studio di algoritmi tecnici chiave per l'apprendimento della percezione dell'ambiente elettromagnetico.

2） Fornire una piattaforma di validazione e valutazione per la ricerca sulle tecnologie di comunicazione auto-organizzate in ambienti di campo di battaglia

inAmbienti elettromagnetici complessiMedio, adattamento ambientale in tempo reale in base all'ambiente elettromagnetico/La comunicazione autoorganizzata, che garantisce obiettivi di comunicazione locali come la ricognizione elettronica e il coordinamento delle operazioni, è importante per l'accesso al diritto all'informazione. Attualmente, l'auto-organizzazione per ambienti complessi/La tecnologia di comunicazione adattiva si sviluppa attorno a obiettivi come l'autoorganizzazione del collegamento, la scelta della frequenza, l'adattamento del collegamento e la comunicazione anti-interferenza, ma i suoi mezzi di verifica sono basati sulla simulazione al computer o sull'ambiente ideale. Costruire un simulatore di ambiente elettromagnetico sul campo di battaglia per fornire un complesso ambiente di simulazione elettromagnetica orientato al campo di battaglia per la verifica e la valutazione tecniche più efficaci per lo studio delle tecnologie di comunicazione auto-organizzate.

3）Piattaforma di allenamento simulata per il confronto elettronico in ambienti reali sul campo di battaglia

Per soddisfare le esigenze di adattarsi ad ambienti di confronto complessi, la comunicazione militare richiede la capacità di percepire lo stato ambientale, imparare le strategie di confronto e ricostruire i parametri di comunicazione. Prendendo come esempio la guerra congiunta multi-tipo, gli aerei della Forza aerea, le navi della Marina e gli elementi della piattaforma di combattimento, come l'isola, i missili della Forza razzistica, devono interagire attraverso la trasmissione wireless con vari messaggi come testo, voce, immagini, video, mentre affrontano gravi minacce come interferenze nemiche, attacchi e intercettazioni. Ottieni informazioni sullo stato dello spettro attraverso la percezione ambientale, ottieni caratteristiche e leggi come l'interferenza nemica attraverso il ragionamento dell'apprendimento, ricostruisci intelligentemente i parametri di comunicazione combinando i risultati della percezione e dell'apprendimento per ottenere una comunicazione adattabile e robusta per evitare interferenze, difesa attiva e adattabile. Costruisci un simulatore di ambiente elettromagnetico sul campo di battaglia che fornisce una piattaforma di esercizio simulato per il confronto elettronico.

2． Principali compiti e funzioni

2.1 Missione principale

Simulatore di ambiente elettromagnetico sul campo di battaglia che collega più dispositivi radio per fornire64Canale trasmettitore che fornisce una simulazione in tempo reale dei complessi ambienti di canale wireless sul campo di battaglia, con le principali missioni e funzioni visualizzate2mostrato. Comprende le seguenti sezioni: Visualizzazione della configurazione dell'ambiente elettromagnetico, radiofrequenza e modulo/Sezione di conversione di modello digitale, sezione di canale a banda base digitale completamente connessa.

2.2 Radiofrequenza e modulo/Parte di conversione numerica

Radiofrequenza e modulo/La sezione di conversione di modello digitale collega la sezione RF al canale di banda base digitale completamente connesso e viene configurata di base attraverso una configurazione elettromagnetica visiva dell'ambiente e un'interfaccia di visualizzazione. All'ingresso dell'emulatore, riceve il segnale RF da dispositivi wireless, dopo la conversione di bassa frequenza e analogica, dopo l'elaborazione di media frequenza digitale, ottiene il segnale della banda base digitale e inserisce la sezione del canale della banda base digitale completamente connessa. Dopo aver collegato completamente il segnale della banda base digitale alla sezione del canale della banda base digitale, dopo l'elaborazione della media frequenza digitale, la conversione del modello digitale e la conversione della frequenza superiore, il segnale di uscita RF viene inviato al dispositivo wireless.

2.3 Sezione canale digitale completamente connessa

In base ai parametri di configurazione dell'interfaccia di visualizzazione e della configurazione dell'ambiente elettromagnetico, è possibile realizzare un'analogia di canali digitali multi-ingresso multi-uscita completamente connessi, cioè ogni segnale di ingresso attraversa canali indipendenti o correlati per raggiungere ogni uscita. Ogni canale da ingresso a uscita può essere configurato in modo indipendente e consente caratteristiche di canale come decadimento multipercorso, ritardo di diffusione, deviazione Doppler.

2.4 Visualizzazione della configurazione dell'ambiente elettromagnetico e sezioni dell'interfaccia di visualizzazione

Questa sezione comprende le seguenti funzionalità:

1) Configura il numero di connessioni per i dispositivi wireless, la frequenza di lavoro dell'emulatore, la larghezza di banda di lavoro, il numero di canali occupati da ciascun dispositivo wireless, ecc.

2) Visualizza la configurazione dell'ambiente del canale, configura lo scenario del canale wireless e include le informazioni sulla posizione di ciascun utente, la visualizzazione in tempo reale delle informazioni sul movimento e, sulla base di queste informazioni, genera in tempo reale i coefficienti di canale multicanale e li invia alla sezione del canale digitale completamente connesso.

3) Visualizza tutti i canali e lo spettro in tempo reale per un dato canale di ricezione.

3． Composizione e istruzioni dell'hardware del sistema

3.1 Panoramica della composizione del dispositivo

Composizione hardware della piattaforma di simulatore di ambiente elettromagnetico wireless completa come mostrato di seguito3Mostrato:

Radiofrequenza e modulo/La conversione numerica in parte daUSRP X310+ UBXComposizione del sottopannello. Per accedere ai dispositivi RF dell'utente e implementareA/D、D/AConversione, trasformazione digitale in alto e in basso e comunicazione con le parti della rete di flusso di dati.

La sezione del canale digitale completamente connesso è composta da quattro unità di elaborazione del segnale digitale ad alta velocità. Il dispositivo consente la trasmissione dei dati della banda base e la simulazione dei canali di operazioni matriciali. interazione dei dati con le parti di elaborazione del segnale RF eFPGAinterazione dei dati.

Visualizza la configurazione dell'ambiente elettromagnetico con interfaccia di visualizzazione in parte composta da unX86doppioCPUComposizione del server. Realizzare il monitoraggio di tutte le parti del sistema, la trasmissione dei parametri della scena di battaglia e altri contenuti.

La rete di distribuzione dell'orologio è costituita da distributori di orologio. Generare10MHzorologio ePPSsegnale, realizzazioneX310Sincronizza l'orologio con la scheda di elaborazione del segnale digitale ad alta velocità.

La rete di comunicazione del sistema è costituita da uno switch gigabit.

Implementare il monitoraggio dei server sui singoli componenti, la trasmissione dei dati e la comunicazione dei dati tra i singoli componenti.

Come illustrato3.1come dimostrato,32StazioneUSRP、4Unità di elaborazione del segnale digitale ad alta velocità e server come emulatori di canali componenti,32unoUSRPUtilizzato per l'emulatore di canale di accesso utente, entrambi passandoSMAIl cavo è collegato direttamente. Un server per il controlloUSRPe l'unità di elaborazione del segnale digitale ad alta velocità e responsabile della memorizzazione e della trasmissione del coefficiente di filtro all'unità di elaborazione del segnale digitale ad alta velocità. L'interfaccia di comunicazione tra dispositivi è10GEEthernet, adozioneUDPProtocollo, configurazione di un10GEGli interruttori consentono la comunicazione reciproca.

Il processo di lavoro consente agli utenti di passare i dati RFSMATrasferimento del cavo al simulatoreUSRPe poi vieneUSRPIl segnale della banda base ripristinato viene trasmesso all'unità di elaborazione del segnale digitale ad alta velocità64x64 FIRDopo l'operazione della matrice del filtro, i dati vengono di nuovoUSRPRicevere di nuovo e attraverso la radiofrequenzaSMAL'interfaccia viene trasferita all'utente.

3.2 Composizione hardware

3.2.1 USRP X310Descrizione

USRP X310Come dispositivo centrale per l'elaborazione del segnale a media frequenza, in primo luogo è responsabile della ricezione del segnale della banda base dalla parte di formazione del fascio e della trasformazione della frequenza del segnale della banda base in segnale radiofrequenza; Il secondo è quello di ricevere il segnale di radiofrequenza e trasformare la variazione di frequenza sotto il segnale di radiofrequenza in segnale di banda base per la trasmissione alla parte di formazione del fascio di back-end.

Tabella1 USRP X310Descrizione dei parametri principali

Il dispositivo è composto principalmente da schede madre a banda base e sottoschede a radiofrequenza. Adozione scheda baseXilinx KintexserieFPGAeDDR3、Flash、JTAGorologio e orologio di riferimento,PPSComposizione di ingresso/uscita del segnale. La scheda radiofrequenza daUBXImplementazione sottoscheda2x2modelli, tra cuiAD/DAcircuito frontale a radiofrequenza.UBXLa frequenza di lavoro del sottopannello è10M-6GHzI due canali più alti160MHzLarghezza di banda. In questo sistema

FlashEsistenteFPGA bitDocumenti, dopo l'alimentazionebitCaricato automaticamente suFPGAmezzo,FPGADisponibile di trasmissioneSFP+dati eAD/DAFunzioni dei dati. PC software daSFP+Configurazione dell' interfacciaFPGAI parametri relativi rendonoFPGAPuò trasmettere segnali radiofrequenza a specifici punti di campionamento e frequenza, un altroSFP+L'interfaccia può essere trasmessaIQIl segnale. Le operazioni sul lato software richiedono l'installazione di driver e applicazioni specifici.

Tabella2 X310Descrizione dell'interfaccia